Цель работы: Определение экспериментального значения коэффициента гидравлического сопротивления сухой тарелки; экспериментальной и расчетной зависимостей гидравлического сопротивления орошаемой тарелки ДР от скорости газа в колонне; ознакомление с работой колпачковой тарелки в различных режимах на основе визуальных наблюдений.

Описание экспериментальной установки

Рис 1.1. Схема экспериментальной установки для исследования гидродинамики колпачковой тарелки

Установка состоит из колонны 1 с зажатой между фланцами прямоугольных царг колпачковой тарелкой 2, вентилятора 3 для подачи воздуха в колонну с шибером 4 на всасывающем патрубке для регулирования расхода воздуха, нормальной диафрагмы 5 на напорном трубопроводе вентилятора с дифференциальным U-образным манометром 6 для измерения расхода воздуха, U-образного дифференциального манометра 7 для измерения гидравлического сопротивления тарелки. Подача воды из водопровода на тарелку регулируется вентилем 8, а измеряется ротаметром 9. Температура поступающей на тарелку воды измеряется термометром 10. С тарелки вода через сливную трубу 11 попадает в бак 12, а из него через вентиль 13 сливается в канализацию.

Методика проведения работы

Экспериментальная часть работы заключается в выполнении гидродинамических испытаний сухой и орошаемой тарелок. В первом случае все измерения проводят на сухой тарелке, во втором - при постоянной подаче воды на тарелку.

Перед началом опытов полностью закрыть вентиль 13 и шибер 4. Включить вентилятор 3. Снять показания дифференциальных U-образных манометров 6 и 7. Приоткрывая шибер, увеличить расход воздуха на 15-20 мм.вод.ст. по шкале манометра 6 и вновь снять показания манометров 6 и 7. Опыты продолжать до полного открытия шибера 4, записывая каждый раз результаты испытаний в табл.1.1.

При изменении расхода воздуха необходимо иметь в виду, что колонна обладает определенной инерционностью и поэтому снятие показаний приборов можно производить, лишь убедившись в их неизменности. Перед проведением испытаний орошаемой тарелки вентилем 8 по ротаметру 9 установить заданный расход воды. После полного заполнения тарелки водой включить вентилятор 3 и приступить к испытаниям орошаемой тарелки. При этом также необходимо оценить изменение характера барботажа при увеличении расхода воздуха.

Работу заканчивают, выключив вентилятор, закрыв шибер 4 и открыв вентиль 13 для слива воды из бака 12 в канализацию.

Обработка результатов эксперимента

Таблица 1.1.

№ опыта	Показания U-образных дифференциальных манометров, мм.вод.ст.
	Дh6	Дh7
1	0	0
2	30	2
3	80	6
4	160	25
5	200	35
6	210	36

1. Определяем расход воздуха в колонне:

м3/с м3/с;

м3/с м3/с.

2. Определяем фиктивную скорость воздуха в колонне:

м/с м/с;

м/с м/с.

3. Рассчитываем скорость воздуха в прорезях колпачков:

м/с м/с;

м/с м/с.

4. Определяем коэффициент гидравлического сопротивления сухой тарелки

;

Результаты эксперимента для сухой тарелки

Таблица 1.2.

№ опыта	Показания дифференциальных манометров	Vг, м3/с	щ0, м/с	щпр, м/с	ж	жср
	Дh6	Дh7
	мм.вод. ст	м.вод .ст	мм.вод.ст	Па
1	0	0	0	0	0	0	0	0	5,45
2	30	0,03	2	19,6	0,026	0,19	3,1	3,4
3	80	0,08	6	58,8	0,043	0,31	5,1	3,8
4	160	0,16	25	244,9	0,061	0,44	7,2	7,9
5	200	0,2	35	342,8	0,068	0,49	8,0	8,9
6	210	0,21	36	352,6	0,070	0,5	8,2	8,7

Таблица 1.3.

№ опыта	Показания U-образных дифференциальных манометров, мм.вод.ст.	Деления шкалы ротаметра
	Дh6	Дh7
1	0	26	60
2	5	27
3	35	32
4	135	47
5	160	55
6	180	57

1. Определяем расход воздуха в колонне:

м3/с м3/с;

м3/с м3/с.

2. Определяем фиктивную скорость воздуха в колонне:

м/с м/с;

м/с м/с.

3. Рассчитываем скорость воздуха в прорезях колпачков:

м/с м/с;

м/с м/с.

4. Определяем гидравлическое сопротивление орошаемой тарелки:

Па Па;

Па Па.

5. Определяем сопротивление газожидкостного слоя на тарелке:

;

Па

6. Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:

Па.

7. Рассчитываем гидравлическое сопротивление орошаемой тарелки

Па Па;

Па Па.

Результаты эксперимента для орошаемой тарелки

Таблица 1.4.

№ опыта	Показания манометров	Vг, м3/с	щ0, м/с	щпр, м/с	ДРс.т., Па	ДРг.ж., Па	ДРу, Па	ДРт.рас, Па
	Дh6	Дh7
	мм.вод. ст	мм.вод.ст
1	0	26	0	0	0	0	245	56,5	301,5
2	5	27	0,011	0,079	1,3	5,5			307
3	35	32	0,028	0,2	3,3	35,6			337,1
4	135	47	0,056	0,4	6,6	142,4			443,9
5	160	55	0,061	0,44	7,2	169,5			471
6	180	57	0,064	0,46	7,5	183,9			485,4

Вывод: в ходе лабораторной работы было определены экспериментальное значение коэффициента гидравлического сопротивления сухой тарелки, экспериментальная и расчетная зависимости гидравлического сопротивления орошаемой тарелки от скорости газа в колонне.